大质量比延展体双星动力学和引力波建模研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11773059
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    64.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A1803.天体力学方法与理论、相对论基本天文学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In 2016, LIGO detected the first gravitational wave signals, declared the coming of gravitational wave astronomical era. The European Union, China are planning space-based gravitational wave detectors. The proposal targets on the very important gravitational wave sources of such kind of detectors -- large-mass-ratio inspirals, numerically model gravitational waves, develop highly precise and highly efficient waveform templates. The numerical model is based on the "effective-one-body -- black hole perturbation" algorithm developed by me. In the dynamic module, deeply research the dynamics of extended binaries, consider the richer physics and the orbital parameters, to achieve the highly accurate calculation for the gravitational waves radiated form the large-mass-ratio inspirals with arbitrary spin and mass multipoles, and generic orbital shapes and tidal. I will upgrade the black hole perturbation numerical calculation module to improve the accuracy and stability of the numerical calculation. Based on high-precision numerical results, develop a complete calibration model, then build highly precise and high efficient gravitational wave templates to meet the requirements of space-based gravitational wave detectors. The extended body dynamics and gravitational wave templates can be used not only to extract the gravitational wave signals from the noises, but also to accurately verify the physical parameters of the system from the signals, such as masses, spins of the black holes and the compact bodies, the evolution process of the orbits, and so on. These information can be used to constrain the state equations of compact bodies, the physical properties of black holes and test gravitational theory.
2016年LIGO探测到引力波信号,宣告了引力波天文学的新纪元。欧盟、中国等积极筹建空间引力波探测器。本项目针对空间探测器的重要引力波源--大质量比双星旋进系统--进行引力波建模,开发出高效率高精度的波形“模版”。建模方案以申请人的“等效单体-黑洞微扰”算法为基础,深入研究延展体双星动力学,考虑更丰富的物理和轨道参数,实现对带有任意自旋和质量多极矩、任意轨道形状,并考虑潮汐效应的大质量比延展体双星的高精度轨道计算。升级和扩展黑洞微扰数值计算模块,提升数值计算的精度和稳定性。进而根据高精度数值结果,发展“完全校准”模型,建立满足空间探测器需求的高精度高效率引力波模版。大质量比双星动力学及其引力波的研究,不仅可从背景噪声中提取引力波信号,同时可以精确认证系统的各项物理参数:如黑洞和致密天体的质量、自旋,轨道的演化过程等,可用于约束致密天体的状态方程、黑洞物理以及引力理论检验等。

结项摘要

本项目针对空间探测器的重要引力波源--大质量比双星旋进系统--进行引力波建模,开发出高效率高精度的波形“模版”。建模方案以申请人的“等效单体-黑洞微扰”算法为基础,深入研究延展体双星动力学,考虑了更丰富的物理和轨道参数,实现对带有任意自旋和质量多极矩、任意轨道形状,并考虑潮汐效应的大质量比延展体双星的高精度轨道计算。升级和扩展黑洞微扰数值计算模块,提升数值计算的精度和稳定性。进而根据高精度数值结果,发展了“完全校准”模型,能够在一定程度上满足空间探测器需求的高精度高效率引力波模版。

项目成果

期刊论文数量(23)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Exotic orbits due to spin-spin coupling around Kerr black holes
由于克尔黑洞周围的自旋-自旋耦合而产生的奇异轨道
  • DOI:
    10.1142/s0218271817501796
  • 发表时间:
    2016-10
  • 期刊:
    International Journal of Modern Physics D
  • 影响因子:
    2.2
  • 作者:
    Han Wen-Biao;Yang Shu-Cheng
  • 通讯作者:
    Yang Shu-Cheng
Surrogate model for gravitational waveforms of spin-aligned binary black holes with eccentricities
具有偏心率的自旋对齐双黑洞引力波形的替代模型
  • DOI:
    10.1103/physrevd.103.124053
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Yun Qianyun;Han Wen-Biao;Zhong Xingyu;Benavides-Gallego Carlos A.
  • 通讯作者:
    Benavides-Gallego Carlos A.
Gravitational waves from extreme-mass-ratio inspirals using general parametrized metrics
使用一般参数化度量从极端质量比吸气产生的引力波
  • DOI:
    10.1103/physrevd.100.084055
  • 发表时间:
    2018-12
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW D
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Xin Shuo;Han Wen-Biao;Yang Shu-Cheng
  • 通讯作者:
    Yang Shu-Cheng
Qualifying ringdown and shadow of black holes under general parametrized metrics with photon orbits
在带有光子轨道的一般参数化度量下限定黑洞的环衰和阴影
  • DOI:
    10.1140/epjc/s10052-021-09445-6
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    European Physical Journal C
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Li Song;Abdujabbarov Ahmadjon A.;Han Wen-Biao
  • 通讯作者:
    Han Wen-Biao
低频引力波波形模板介绍
  • DOI:
    10.13471/j.cnki.acta.snus.2020.11.06.2020b118
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    中山大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨舒程;韩文标
  • 通讯作者:
    韩文标

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其他文献

相对论天文参考系的回顾与展望
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  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
    付万明
并合双星系统的引力波理论模型
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡荣根;曹周键;韩文标
  • 通讯作者:
    韩文标
Dynamics of extended bodies with spin-inducedquadrupole in Kerr spacetime: generic orbits
克尔时空中自旋引起四极子的扩展体动力学:通用轨道
  • DOI:
    10.1007/s10714-017-2214-y
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
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    韩文标;Ran Cheng
  • 通讯作者:
    Ran Cheng
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近距离恒星对银河系中心恒星相对论进动的摄动效应
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    中国科学院上海天文台年刊
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩文标
  • 通讯作者:
    韩文标

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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